Ensemble structure determination using multiple measurement data in solution state

使用解状态下的多个测量数据确定系综结构

• 批准号: 21K06114
• 负责人: 池谷 鉄兵
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06114/
• 关键词: multi-state立体構造計算; タンパク質; 溶液NMR; in-cell NMR; 構造アンサンブル; NMR; 立体構造決定; アンサンブル構造; 常磁性効果; マルチドメイン蛋白質; 天然変性蛋白質

本研究は，現在開発を進めているmulti-state蛋白質立体構造計算法をマルチドメイン蛋白質に応用し，ドメイン配向のアンサンブル構造を可視化することを１つの目標としている．Multi-state蛋白質立体構造計算法は，従来の可能な限り収束の良い一位の構造を決定することを目指す手法とは異なり，複数状態を仮定して構造解析を行うことで，多形構造をとる蛋白質の個々の状態の構造を同時に決定できる手法である．一昨年度に，この手法を様々なNMRデータにも適用できるようなプログラムの拡張に成功している．モデル試料として，GRB2, FixJ，直鎖ダイユビキチンを用いている．本年度は，multi-state構造計算をGRB2蛋白質へ応用し，GRB2の溶液中でのドメイン配向決定に成功した．これをもとに，GRB2試料の常磁性緩和効果(PRE)と残余双極子相互作用(RDC)を測定し，これらのデータを用いて構造決定を行った．X線小角散乱(SAXS)と分子動力学計算(MD)も行い，これらのデータを統合的に解析することで，より信頼性の高いアンサンブル構造を得ることに成功した．FixJについても，同様な構造解析を進めており，PREと疑似コンタクトシフト(PCS)の測定に成功している．直鎖ダイユビキチンについては，希薄溶液下でPCS,PREの測定，解析とmulti-state構造計算によるアンサンブル構造解析にも成功した．また，直鎖ダイユビキチンをヒト培養細胞に導入し，細胞内でのin-cell NMR測定とPCSの測定にも成功した．昨年度構造解析に成功した，KRasとRGL2の相互作用解析の成果は，科学専門誌に投稿し，現在審査中に段階にある．

In this research, we are currently developing a method for calculating the three-dimensional structure of proteins using a multi-state protein structure.ンProtein に応 use し, ドメインalignment のアンサンブルstructure をvisualization することを１つのtarget としている. Multi-state protein three-dimensional structure calculation method.なり, plural state を仮determination して structural analysis を row うことで, polymorphic structure を とる protein の 々 の state の structure を simultaneous に determination で き る technique で あ る. One year ago, the technique was applied to the NMR technology, and the application was successful.モデル sample として, GRB2, FixJ, direct lock ダイユビキチンを Use いている. This year, the GRB2 protein was successfully used in multi-state structural calculations, and the orientation determination of GRB2 in the solution was successful.これをもとに, the normal magnetic relaxation effect (PRE) and residual dipole interaction (RDC) of the GRB2 sample were measured, and the これらのデータを was determined by the いて structure. X-ray small angle scatter (SAXS) and molecular dynamics calculation (MD) systems The analysis of the combination is successful, and the construction of the high-quality letter and character is successful. FixJについても, same 様な structural analysis をめており, PREとsuspected コンタクトシフト(PCS) のdetermination success している. Direct locking of the ダイユビキチンについては, determination of PCS and PRE under the thin solution, analysis and multi-state structural calculation, structural analysis of the にもsuccessfulした.また, direct locking of the ダイユビキチンをヒト cultured cells was introduced, intracellular in-cell NMR measurement and PCS measurement were successful. The structural analysis was successful last year, the interaction analysis of KRas and RGL2 was the result, and it was submitted to the Science Journal. It is currently under review.

项目成果

In-cell NMRによるlinear diubiquitinのin-situ立体構造解析

通过细胞内核磁共振对线性双泛素进行原位三维结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Whalen Sean;Inoue Fumitaka;Ryu Hane;et. al.;屋部 祥大，田岸 亮馬，鴨志田 一，美川 務，猪股 晃介，池谷 鉄兵，伊藤 隆
• 通讯作者: 屋部 祥大，田岸 亮馬，鴨志田 一，美川 務，猪股 晃介，池谷 鉄兵，伊藤 隆

GMPPNP結合型K-RasG12VとRgl2RBDの相互作用解析

GMPPNP 结合的 K-RasG12V 和 Rgl2RBD 的相互作用分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Suetake Isao;Risa Mutoh;Yuichi Mishima;Masatomo So;Hironobu Hojo;富樫 直之，宮田 裕貴，亀井 駿，菅澤 はるか，美川 務，猪股 晃介，田仲 加代子，伊藤 隆，池谷 鉄兵
• 通讯作者: 富樫 直之，宮田 裕貴，亀井 駿，菅澤 はるか，美川 務，猪股 晃介，田仲 加代子，伊藤 隆，池谷 鉄兵

An in-cell NMR study of the Keap1-Nrf2 system

Keap1-Nrf2 系统的细胞内 NMR 研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 八木 宏昌;葛西 卓磨;Elisa Rioual;池谷 鉄兵;木川 隆則;井上詞貴;奥村久士;井上詞貴;二川 慶，森岡 太一，伊藤隆，池谷 鉄兵，降旗 一夫，渡辺 裕之，永田 宏次，鈴木 道生;奥村久士;豊田 芽生，猪股 晃介，末広 志織，島 海翔，池谷 鉄兵，鈴木 隆史，山本 雅之，伊藤 隆
• 通讯作者: 豊田 芽生，猪股 晃介，末広 志織，島 海翔，池谷 鉄兵，鈴木 隆史，山本 雅之，伊藤 隆

バイオミネラルタンパク質のlow complexity regionの構造・機能解析

生物矿物蛋白低复杂性区域的结构和功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 板東哲哉;奥村美紗;大内淑代;二川 慶，森岡 太一，伊藤隆，池谷 鉄兵，降旗 一夫，渡辺 裕之，永田 宏次，鈴木 道生
• 通讯作者: 二川 慶，森岡 太一，伊藤隆，池谷 鉄兵，降旗 一夫，渡辺 裕之，永田 宏次，鈴木 道生

マルチドメイン蛋白質GRB2とSOS1-PRM領域の相互作用解析

多域蛋白GRB2与SOS1-PRM区域的相互作用分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Hisashi Okumura;館野 桂太，菅澤 はるか，安藤 考史，田端 真彩子，美川 務，猪股 晃介，甲斐荘 正恒，三島 正規，杉田 有治，池谷 鉄兵，伊藤 隆
• 通讯作者: 館野 桂太，菅澤 はるか，安藤 考史，田端 真彩子，美川 務，猪股 晃介，甲斐荘 正恒，三島 正規，杉田 有治，池谷 鉄兵，伊藤 隆